【带泵管路】【1】采用离心泵将45m 3/h 水从水池送至一水洗塔，已知水洗塔塔顶表压为49.05kPa ，管路系统吸入段管长为50m(包括局部阻力当量长度，下同)，泵出口阀全开时排出管线长度为273m ，所用管线规格均为Φ108×4，管内流体流动阻力系数为0.024，其它数据如图所示，试求：1. 完成以上输送任务，管路所需泵的压头；2. 现有一台离心泵，其特性曲线方程为H=50-0.008q V 2，（单位：H ，m ；q V ，m 3/h ）该泵能否满足需要？若在上述管路中使用该离心泵，求在泵出口阀门全开的条件下泵的工作点，此时泵的有效功率为多少？3. 若通过调节阀门使流量达到45m 3/h ，则损失在阀门上的压头为多少？4. 若水温度升高，使水的密度下降（假设粘度不变），请说明泵的工作点怎样变化，并图示泵工作点的变化情况。

1.s/m ...u 5911078503600452=⨯⨯=24905050273 1.59150.024*******.810.129.81e H m +=++⨯⨯=⨯⨯2. 管路特性曲线方程为：23200.00495(/)v He q m h =+泵的特性曲线方程为：H=50-0.008q V 2，联立求解得：h/m .q m.H v 313484731==有效功率31.4748.1310009.81 4.133600100036001000v e Hq g P kw ρ⨯⨯⨯===⨯⨯3. 阀门损失压头：222500.008500.0084533.8200.00495453033.830 3.8v H q mHe mH m=-=-⨯==+⨯=∆=-=4. 密度下降，管路特性曲线截距增大，流量变小，压头增加。

【2】如图所示的一输水管路。

用泵将水池中的水输送到敞口高位槽，管道直径均为mm 4108⨯Φ，泵的进、出口管路上分别安装有真空表和压力表。

已知在阀门全开时，水池液面至入口真空表所在截面的管路长50m ，真空表所在截面至高位槽液面的管路长150m （均包括局部阻力的当量长度）。

设流动已进入阻力平方区，摩擦系数03.0=λ。

管路的输水量为36m 3/h 。

水的密度3/1000m kg =ρ，系统为稳态流动，两水池液面高度保持不变。

试求： （1）泵入口真空表的读数是多少kPa ；（2）离心泵的有效压头是多少m ；若泵的效率为=η0.6，泵的轴功率为多少kW ；（3）写出该系统管路特性曲线方程；（4）若选用特性曲线可表示为2031.065V q H -=的单泵，式中，H 的单位为m ，V q 的单位为m 3/h ，通过计算说明该泵能否满足以上输送要求； （5）若采用两台这样的泵并联操作，并联后系统的输水量为多少m 3/h 。

（注：并联后的管路特性曲线可近似认为与单泵操作时的管路特性曲线相同）（1）管道直径：m mm d 1.010042108==⨯-= 管路中水的流速为：s m d q u V/27.11.0785.03600/36422=⨯==π取水池液面为0-0截面，真空表所在液面为2-2截面，列柏努利方程可得：kPaPa p p h gp g u z g p g u z f 33.422.4233381.9227.11.05003.081.9100081.9227.130002222222022220200-=-=⨯⨯⨯+⨯+⨯+=+++++=++∑-ρρ真空表的读数为：42.33k Pa（2）取水池液面为0-0截面，高位槽液面为3-3截面，列柏努利方程可得：mH H h gp g u z H g p g u z e e f e 93.3481.9227.11.01505003.000300002223032330200=⨯⨯++++=++++++=+++∑-ρρ泵的效率为=η0.6，则：34.9336/360010009.815711.1 5.710.6ee V P H q gPa W kW ρηη⨯⨯⨯=====（3）管路特性曲线为：220033030322222()501500.7850.1360000030000.030.129.81300.0038f vVu p u p z He z h g g g gq He He q ρρ-+++=++++⨯⨯+++=+++⨯⨯⨯=+∑ （4）采用特性曲线为q V H 2031.065-=的泵时，输送36m 3/h 的水，能够提供的扬程是：m m H q V 93.3482.2436031.065031.06522<=⨯-=-=故该泵不能满足输送要求。

（5） 并联操作时，其特性曲线可表示为：2200775.0654VV q q B k H -=-= 管路特性曲线为：2300.0038V He q =+令 223650.00775300.003855.05/V V V H Heq q q m h=-=+=并联后系统的输水量为55.05m 3/h 。

【3】采用离心泵将水从水池送至一加压塔中，输水管路如图所示。

加压塔塔顶表压为49.05kPa 。

离心泵的特性曲线可表示为H =50-0.008q V 2，式中，H 的单位为m ，q v 的单位为m 3/h 。

管道直径均为mm 4108⨯Φ。

泵出口阀全开时，管路系统吸入段管长为50m(包括全部局部阻力的当量长度，下同)，排出管线长度为273m 。

离心泵的效率为η=0.6。

其它数据如图所示。

系统为稳态流动，水池液面高度保持不变。

设水在输水管路的流动已进入阻力平方区，管内流体流动摩擦系数λ为0.024。

水的密度ρ=1000kg/m 3，试求： 1. 写出该输水管路的管路特性曲线方程； 2. 离心泵的流量及压头； 3. 泵的有效功率和轴功率； 4. 离心泵入口真空表的读数；5. 该输水管路要求通过调节泵出口阀使流量达到40m 3/h 。

因调节流量多消耗在阀门上的局部阻力是多少；6. 塔操作压力增大，对泵操作有什么影响？试用图解说明，应采取什么措施稳定生产。

（1）管道直径：m mm d 1.010042108==⨯-= 管路特性曲线取水池液面为0-0截面，塔喷头所在液面为3-3截面，列机械能衡算方程可得：220033030322222249050502730001500.02410009.810.129.81/36000.7850.136000.7850.014200.004952e f e V V ve v u p u p z H z h g g g gu H q q q u d H q ρρπ-+++=+++++++=+++⨯⨯⨯===⨯⨯⨯=+∑（2）q V H 2008.050-=管路特性曲线为：2200.004952e v H q =+H He =q v =48.13m 3/hr H e =31.46m(3) 泵的效率为=η0.6，则：31.4648.13/360010009.81 4.12e e V P H q g kW ρ==⨯⨯⨯= 6.87eP Pa kW η==（4 ）管路中水的流速为：s m q d q u V V/7.11.0785.03600/422=⨯==π取水池液面为0-0截面，真空表所在液面为2-2截面，列机械能衡算方程可得：kPap g p h gp g u z g p g u z f 14.2781.927.11.050024.001000222222022220200-=⨯⨯⨯+++=+++++=++∑-ρρρ 真空表的读数为：27.14k Pa（5）输送40m 3/h 的水，泵能够提供的扬程是：m H q V 2.3740008.050008.05022=⨯-=-=管路特性曲线 2200.004952200.004952160027.92e v H q m =+=+⨯=m H 28.992.272.37=-=∆（6） 压力波动必将导致流量的波动。

塔压增高，流量下降，此时应开大阀门，系统阻力下降。

A →B【4】如图所示，用离心泵将水送至敞口容器A 、B ，两水槽在相同的水平面上，所用管线规格均为Φ159×4.5，泵吸入段管路总长（包括所有局部阻力当量长度，下同）为60m 。

排出管线的长度为：从泵出口到分支点C 点处为300m ，在阀门全开的条件下，C 到A 为200m,C 到B 为400m,已知水的密度ρ=1000kg/m 3，流动摩擦系数为0.02，其它数据见图示，试求：1. 写出阀门1全开、阀门2完全关闭时的管路特性曲线方程；2. 当阀门1全开、阀门2完全关闭时，测得系统的水流量为80 m 3/h ，且泵的效率为70%，求此时泵的压头和轴功率；3. 现使阀门1、2 均处于全开状态，并读得泵入口真空表读数为25kPa ，则系统的总流量和送至水槽A 和B 的水量各多少m 3/h ；4. 图示从阀门1点变化情况。

1. 求管路特性曲线方程Hq VA塔压增高202022-42360300200510.020.1529.81603002001510.020.1529.81(0.7850.153600) 519.41310(/)A f A v A f A v u He Z h q Z h q m h --++=+=+⨯++=+=+⨯⨯⨯=+⨯∑∑2.-43-42 519.41310(/)519.413108057.02v He q m h m =+⨯=+⨯=257.028010009.8112.4312.4317.7636000.7e v a u P Hq g kw P kw ρ⨯⨯⨯===== 3. 总流量/h117m /837.181.9281.9215.06002.0181.9225181.920312121101==⨯+⨯++⨯-=++⨯=∑-总v q s m u u u h p并联管路有： ∑∑--=B C A c h h 得： B A u 2u = 管径相同，所以有：h/m 47.48q h/m 53.68q 378.1u u 2u u u 3B 3A B B B A ===+=+=总4.【传热】【5】Pg99 第9题【6】用单壳程单管程列管换热器将流量为32500kg/h 某溶液由55℃预热到85℃，加热饱和蒸气温度为130℃，已知操作条件下该溶液的物性为：ρ=898kg/m 3 ,μ=0.360 mPa ⋅s,p c =4.358 kJ/(kg ⋅℃),λ=0.322 W/(m ⋅℃),加热蒸气的汽化热潜为r =2192kJ/kg 。

其蒸气走壳程，溶液走管程。

管程污垢热阻di R =5×10-4m 2⋅℃/W ,壳程蒸气表面传热系数0α=1.2×104W/(m 2⋅℃)，壳程污垢热阻忽略不计。